Aula sobre relatividade para Ensino Médio

Duração prevista: 40 minutos (1tempo -> Objetivo 1) a 80 minutos (2 tempos -> Objetivos 1, 2 e 3)
Área de conhecimento: Física
Assunto: Relatividade Galileana X Relatividade de Einstein (Relatividade restrita)
Objetivos:
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Discutir com os alunos acerca das diferenças entre relatividade galileana (física clássica) e a relatividade de Einstein (física moderna), dando ênfase nas diferenças entre velocidade relativas.

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Equacionar a nova equação de velocidade segundo a física moderna e mostrar que quando a velocidade é aproximadamente a velocidade da luz, há uma diferença significativa entre o novo valor encontrado e o esperado pela física newtoniana.

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Mostrar que a medida que a velocidade aumenta, ela tende a um valor que é igual a velocidade da luz no vácuo, e não cresce indefinidamente.

Material necessário: Um computador pessoal para o professor e um projetor (caso não seja possível conseguir esse material para a aula, não acarretará em grande prejuízo).

Organização da classe: Nenhuma mudança. O trabalho não será feito em grupo.

Descritores associados:
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Analisar uma das consequências da teoria de Albert Einstein: a velocidade da luz no vácuo é uma constante universal, sendo a velocidade limite no universo;

Introdução - Embasamento teórico
No século XVII, o cientista italiano Galileu Galilei notou que o movimento de determinado objeto poderia ser descrito de diversas maneiras, dependendo de onde estivesse o observador, ou seja, depende do referencial. Segundo Galileu, seja v a velocidade do objeto X em relação ao referencial Y e u a velocidade de Y em relação ao referencial O, então a velocidade v' de X em relação ao referencial O é dada por v'= v + u

(1)

independente dos valores de v', v e u. Essa afirmação rege o princípio da relatividade galileana, a qual afirma que: As leis da Mecânica são idênticas em relação a qualquer referencial inercial.
Isaac Newton, alguns anos depois, utilizou-se das contribuições